چه وضعیت کاربردی و گرایش توسعه‌ی فعلی دستگاه‌های قطع کننده‌ی ولتاژ متوسط است
با تسریع در خودکارسازی تجهیزات برق، انواع مختلف دستگاه‌های قطع و بستن متوسط ولتاژ در بازار ظاهر شده‌اند. بر اساس رسانه عایق‌بندی، آنها عمدتاً به سه نوع تقسیم می‌شوند: عایق‌بندی هوا، عایق‌بندی گاز SF₆ و عایق‌بندی جامد، هر کدام با مزایا و معایب خاص خود: عایق‌بندی جامد عملکرد خوبی دارد اما دوستدار محیط زیست نیست، SF₆ قابلیت خاموش کردن قوس برق بسیار خوبی دارد اما یک گاز گلخانه‌ای است و عایق‌بندی هوا نسبت قیمت-عملکرد بالایی دارد اما حجم بزرگتری دارد. شرکت‌ها نیاز به انتخاب جامع دارند تا کارایی کاربردی را افزایش دهند.
ویژگی‌های توسعه
پس از یک قرن توسعه، دستگاه‌های قطع و بستن متوسط ولتاژ یک سیستم استاندارد فنی کامل دارند. نیازهای کاربران از توابع/پارامترهای پایه‌ای به قابلیت اطمینان بالا و هزینه عملیاتی پایین تغییر یافته است؛ تنظیم استانداردها بیشتر روی تداوم عملیات و ایمنی تمرکز دارد؛ تجهیزات اولیه/ثانویه تقسیم کار مشخصی دارند با ساختارهای محصول متنوع؛ فناوری‌های دیجیتال و تشخیص آنلاین هوشمندسازی را ترویج می‌دهند و هزینه عملیاتی را کاهش می‌دهند.
وضعیت فعلی توسعه
دستگاه‌های قطع و بستن عایق‌بندی هوا
استفاده از هوا به عنوان رسانه عایق‌بندی، شامل واحد‌های حلقه اصلی و دستگاه‌های قابل خروج با پوشش فلزی که ایمن و دوستدار محیط زیست هستند. تجهیزات با پوشش فلزی با ظرفیت بزرگ برای سناریوهای تأمین برق با توان بالا مناسب هستند، در حالی که واحد‌های حلقه اصلی فشرده، کم‌هزینه و آسان برای نصب هستند و عمدتاً در پایانه‌های متوسط ولتاژ کاربرد دارند. با تجهیزات محافظ یکپارچه و ترانسفورماتورها، می‌توانند یک سیستم خودکار توزیع کامل تشکیل دهند.
دستگاه‌های قطع و بستن عایق‌بندی گاز SF₆
گاز SF₆ در خاموش کردن قوس برق و عایق‌بندی ممتاز است و برای کاربردهای ولتاژ متوسط-بالا مناسب است، اما به دلیل اثر گلخانه‌ای آن تنظیم می‌شود. قطعک‌های خلاء (VCBs) به دلیل محدودیت‌های عایق‌بندی به ≤35kV محدود می‌شوند، بنابراین تجهیزات SF₆ برای ولتاژهای بالاتر ضروری هستند. راه‌حل‌ها شامل استفاده از مخلوط گازی برای کاهش مصرف SF₆ و بهبود فناوری‌های جلوگیری از رسوخ و بازیافت هستند.
دستگاه‌های قطع و بستن عایق‌بندی جامد
با ریخته‌گری رزین اپوکسی کاملاً مسدود، از آلودگی پاک‌کننده و مستقل از ارتفاع است و برای سیستم‌های ≤35kV قابل استفاده است. با این حال، هزینه بالا، چالش‌های تảnیدگی و تجزیه سخت رزین اپوکسی از گسترش گسترده آن جلوگیری می‌کنند. بهینه‌سازی طراحی برای تعادل بین مسدودی و تảnیدگی لازم است.
پیشرفت‌های فنی کلیدی
فناوری قطع
قطعک‌های خلاء با تماس‌های CuCr و ساختار مغناطیسی طولی قابلیت قطع را افزایش می‌دهند. پوشش‌های سرامیکی امکان کوچک‌سازی و تولید انبوه با هزینه پایین را فراهم می‌کنند.
فناوری عایق‌بندی
دستگاه‌های عایق‌بندی گازی از N₂/هوا به جای SF₆ استفاده می‌کنند، در حالی که دستگاه‌های عایق‌بندی جامد مقاومت محیطی را از طریق ریخته‌گری اپوکسی بهبود می‌بخشند. هر دو از شبیه‌سازی میدان الکتریکی برای قابلیت اطمینان استفاده می‌کنند.
به‌روزرسانی‌های هوشمند
سنسورهای یکپارچه و ماژول‌های ارتباطی امکان نظارت آنلاین بر وضعیت را فراهم می‌کنند. دستگاه‌های محافظ دیجیتال و ترانسفورماتورهای الکترونیکی جایگزین مؤلفه‌های سنتی می‌شوند.
روند توسعه
کوچک‌سازی و هوشمندسازی اصلی هستند: تجهیزات کوچک‌شده مساحت ایستگاه‌های تبدیل را بیش از 30٪ کاهش می‌دهند و هزینه زمین را کاهش می‌دهند؛ هوشمندسازی از طریق فناوری‌های دیجیتال دوقلو و 5G کارایی نگهداری را بهبود می‌بخشد. تلاش‌های آینده باید به حذف تجهیزات غیرضروری SF₆، ترویج عایق‌بندی خلاء/جامد و حمایت از توسعه شبکه هوشمند متمرکز شود.
نتیجه‌گیری
در حال حاضر دستگاه‌های قطع و بستن خلاء بازار را تحت تسلط خود دارند، در حالی که محصولات عایق‌بندی SF₆ و جامد نفوذ پایینی دارند. شتاب دادن به کاربردهای هوشمند قطعک‌های خلاء و حل مشکلات محیط زیستی عایق‌بندی جامد بهترین نیازهای سبز و هوشمند سیستم‌های برق را برآورده خواهد کرد.
